申请日 20200309
公开（公告）日 20201110
IPC分类号 C02F9/04; C02F101/20
摘要
本实用新型公开了一种酸性重金属废水处理装置，涉及废水处理领域，主要为了解决现有的酸性重金属废水处理工艺所存在的问题。本实用新型对酸性重金属废水进行两级处理，其中第一级处理采用碱性药剂中和及沉淀的常见工艺，在第二级处理中采用管式微滤膜替代二级沉淀和砂滤。在此基础上，将第一级沉淀池内的高浓度金属氢氧化物污泥引入第二级处理，一方面可以强化重金属捕捉剂与废水中残留低浓度重金属离子反应形成的少量不溶物的固液分离效果，另一方面为管式微滤膜创造高浓度泥水混合液错流循环的稳定运行环境。
权利要求书
1.一种酸性重金属废水处理装置，包括一级处理系统和二级处理系统，其中所述一级处理系统包括通过管道顺次连接的中和反应槽、一级混凝反应槽、絮凝反应槽和沉淀池，所述二级处理系统包括通过管道顺次连接的重金属捕捉剂反应槽、二级混凝反应槽、循环槽和沉淀装置，其中沉淀池的出水端通过管道与重金属捕捉剂反应槽连接；
其特征在于，所述沉淀池的出泥端通过管道与沉淀池污泥泵的进口端连接，沉淀池污泥泵的出口端通过管道与循环槽连接。
2.根据权利要求1所述的酸性重金属废水处理装置，其特征在于，所述中和反应槽、一级混凝反应槽、絮凝反应槽、重金属捕捉剂反应槽、二级混凝反应槽和循环槽中均安装有搅拌器。
3.根据权利要求2所述的酸性重金属废水处理装置，其特征在于，所述沉淀池中还安装有刮泥器。
4.根据权利要求3所述的酸性重金属废水处理装置，其特征在于，所述沉淀装置为管式微滤膜装置，循环槽的混合液出口通过管道与管式微滤膜进水泵进口端相连，管式微滤膜进水泵的出口端通过管道与管式微滤膜装置的进口端连接。
5.根据权利要求4所述的酸性重金属废水处理装置，其特征在于，所述循环槽的污泥排放端通过管道与循环槽排泥泵的进口端连接，循环槽污泥排泥泵将污泥输送至污泥脱水装置。
6.根据权利要求5所述的酸性重金属废水处理装置，其特征在于，所述管式微滤膜装置还设置有回流口，回流口通过管道与循环槽相连。
说明书
一种酸性重金属废水处理装置
技术领域
本实用新型涉及废水处理领域，具体是一种酸性重金属废水处理装置。
背景技术
钢铁、电镀等行业在生产加工过程中会产生酸性重金属废水，目前针对酸性重金属废水的处理工艺大多是采用“中和、沉淀、过滤”的方法，其原理是在废水中投加碱性药剂（如Ca(OH)2），使重金属离子形成氢氧化物沉淀去除，沉淀出水经砂滤器过滤后排放，具体工艺流程可参阅附图1。
而随着环境污染治理要求日益提高，重金属废水的排放标准越来越严格，现有技术在附图1所示的工艺基础上进行了改进，具体为投加重金属捕捉剂，使更多的溶解态重金属离子形成不溶物沉淀，从而降低出水中重金属离子浓度，具体工艺流程可参阅附图2。
但是附图2所示的工艺存在以下问题：重金属捕捉剂通常被直接投加在经加碱中和后的重金属废水中，此时废水中存在大量的金属氢氧化物污泥，这些污泥会消耗反应一部分重金属捕捉剂，从而降低重金属捕捉剂针对性去除低浓度溶解态重金属离子的效率，因而重金属捕捉剂消耗量较大，为解决这一问题，现有技术在附图2的工艺基础上又进行了改进，具体为采用两级沉淀串联工艺来处理酸性重金属废水，即将重金属捕捉剂投加在第一级沉淀出水中，由于金属氢氧化物污泥已在第一级沉淀池中沉淀分离，重金属捕捉剂可以针对性地和废水中残余的低浓度溶解态重金属离子反应，具体工艺流程可参阅附图3。
但是附图3所示的工艺仍然存在一定的问题，那就是由于重金属捕捉剂与重金属离子反应形成的不溶物数量较少，这些不溶物不易从水中分离，使得重金属离子去除率较低、出水水质不稳定。
另外，管式微滤膜是一种高效的固液分离技术，可以替代沉淀池和砂滤，且其对水中颗粒物杂质和胶体的截留效率远优于传统砂滤器。在现有的重金属废水处理工艺也将管式微滤膜引入了其中，采用的方法有两种，一种方法是在附图2所示的工艺中用管式微滤膜替代“沉淀池”和“过滤”，但该方法同样未能解决重金属捕捉剂在高浓度金属氢氧化物污泥体系中对重金属离子去除效率较低的问题；另一种方法是在附图3所示的现有技术中用管式微滤膜替代“二级沉淀池”和“过滤”，该方法存在的问题是：由于管式微滤膜采用错流过滤模式运行，过滤过程中需要循环液中维持较高污泥浓度的泥水混合液，以对膜表面进行冲刷、减缓膜表面结垢。而将其应用于重金属废水二级处理时，由于重金属捕捉剂与残留重金属离子反应形成的不溶物数量较少，在管式微滤膜内难以形成高浓度的泥水混合液，从而影响了管式微滤膜的长期稳定运行。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种酸性重金属废水处理装置，以解决上述问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种酸性重金属废水处理装置，包括一级处理系统和二级处理系统，其中所述一级处理系统包括通过管道顺次连接的中和反应槽、一级混凝反应槽、絮凝反应槽和沉淀池，所述二级处理系统包括通过管道顺次连接的重金属捕捉剂反应槽、二级混凝反应槽、循环槽和沉淀装置，其中沉淀池的出水端通过管道与重金属捕捉剂反应槽连接；所述沉淀池的出泥端通过管道与沉淀池污泥泵的进口端连接，沉淀池污泥泵的出口端通过管道与循环槽连接，从而将沉淀池中的污泥输送至循环槽中，使得重金属捕捉剂反应形成的不溶物与高浓度金属氢氧化物污泥在循环槽中充分混合，通过高浓度金属氢氧化物污泥的吸附、包裹、卷扫等作用，使重金属捕捉剂反应形成的不溶物从水中迁移至金属氢氧化物污泥的表面和内部，产生共沉降效应，从而提高了重金属离子去除率。
在进一步的方案中：所述中和反应槽、一级混凝反应槽、絮凝反应槽、重金属捕捉剂反应槽、二级混凝反应槽和循环槽中均安装有搅拌器，提高设备运行效率。
在进一步的方案中：所述沉淀池中还安装有刮泥器，避免污泥挂壁。
在进一步的方案中：所述沉淀装置为管式微滤膜装置，循环槽的混合液出口通过管道与管式微滤膜进水泵进口端相连，管式微滤膜进水泵的出口端通过管道与管式微滤膜装置的进口端连接，从而将循环槽中泥水混合液输送至管式微滤膜装置，为管式微滤膜创造了高浓度泥水混合液错流循环的稳定运行环境。
在进一步的方案中：所述循环槽的污泥排放端通过管道与循环槽排泥泵的进口端连接，循环槽污泥排泥泵将污泥输送至污泥脱水装置，从而完成污泥的脱水工作。
在进一步的方案中：所述管式微滤膜装置还设置有回流口，回流口通过管道与循环槽相连，从而将泥水混合液回流至循环槽内。
一种基于上述装置的酸性重金属废水处理工艺，包括以下步骤：
1）在中和反应槽中添加碱，对其内的酸性重金属废水进行中和，调节废水pH值为9.5-10.5，废水中大部分溶解态的重金属离子与碱反应生成不溶性金属氢氧化物；
2）中和反应槽出水依次通过一级混凝反应槽和絮凝反应槽中的混凝、絮凝反应，使废水中不溶性金属氢氧化物形成比重较大的絮体，然后在沉淀池中沉降分离，沉淀池出水含有残余少量溶解态重金属离子；
3）沉淀池出水流入重金属捕捉剂反应槽进一步处理，具体为在反应槽内投加重金属捕捉剂，重金属捕捉剂与废水中残余少量溶解态的重金属离子进行反应，形成不溶物；
4）重金属捕捉剂反应槽出水流入二级混凝反应槽进行混凝反应，二级混凝反应槽中投加混凝剂；
5）二级混凝反应槽出水流入管式微滤膜前端的循环槽，同时，沉淀池底部的金属氢氧化物污泥被输送至循环槽，两者在循环槽中充分混合，通过高浓度金属氢氧化物污泥的吸附、包裹、卷扫等作用，使得前述步骤中形成的不溶物从水中迁移至金属氢氧化物污泥的表面或内部，产生共沉降效应；
6）循环槽中的泥水混合液通过管式微滤膜进水泵输送至管式微滤膜装置内，管式微滤膜装置采用大流量循环错流过滤模式，过滤出水达标排放，泥水混合液回流至循环槽内；
7）循环槽排出的污泥通过污泥脱水后外运处置。
在进一步的方案中：所述步骤1）所添加的碱为石灰乳。
在进一步的方案中：所述步骤2）中添加的混凝剂为聚合氯化铝-PAC，添加浓度为100-200mg/L；添加的絮凝剂为聚丙烯酰胺-PAM，添加浓度为3-5mg/L。
在进一步的方案中：所述步骤3）中添加的重金属捕捉剂的浓度为20-60mg/L。
在进一步的方案中：所述步骤4）添加的混凝剂为聚合氯化铝-PAC，添加浓度为40-80mg/L。
在进一步的方案中：所述步骤7）中排出的污泥浓度为10-25g/L。
相较于现有技术，本实用新型的有益效果如下：
1、本实用新型保留了现有技术中将重金属捕捉剂投加在第一级处理出水中以达到提高重金属捕捉剂对于重金属离子的去除效率、节省药剂添加量的优点，同时通过将一级处理系统中的沉淀池中的高浓度金属氢氧化物污泥引入到循环槽中与重金属捕捉剂反应形成的不溶物充分混合，将重金属捕捉剂反应形成的不溶物从水中迁移至金属氢氧化物污泥的表面和内部，产生共沉降效应，从而提高了重金属离子去除率。
2、在高浓度金属氢氧化物污泥和不溶物的充分混合反应后，利用管式微滤膜进行过滤，不仅充分利用了管式微滤膜处理效率高、占地少、过滤精度高、出水水质好的优点，还为管式微滤膜创造了高浓度泥水混合液错流循环的稳定运行环境。
发明人 （魏伟）